簡支空心板梁橋粘貼鋼板加固分析

馬威

摘? 要：對某高速公路中一跨8米鋼筋混凝土簡支空心板板底粘貼鋼板進(jìn)行理論分析，通過粘貼鋼板前后橋梁各梁板極限抗彎承載力和極限抗剪承載力對比，發(fā)現(xiàn)粘貼鋼板后原橋承載力提高了75%，但剛度提高效果并不明顯。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土空心板;承載力;粘貼鋼板;對比分析

中圖分類號：U445? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）15-0108-02

Abstract： Based on the theoretical analysis of pasting steel plate at the bottom of a reinforced concrete simply supported hollow slab with a span of 8 meters in an expressway， through the comparison of the ultimate bending bearing capacity and ultimate shear bearing capacity of each beam and slab of the bridge before and after pasting steel plate， it is found that the bearing capacity of the original bridge is increased by 75% after pasting steel plate， but the effect of stiffness improvement is not obvious.

Keywords： reinforced concrete hollow slab; bearing capacity; bonded steel plate; comparative analysis

1 概述

近年來隨著我省交通事業(yè)的大力發(fā)展，公路通車?yán)锍倘找嬖龆啵谖鞑可絽^(qū)公路中橋隧占很大比例，因此公路中在役橋梁數(shù)量不可小覷，隨著橋梁服役期限增長，橋梁加固維修任務(wù)也日漸增多。隨著材料科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新材料新方法在橋梁加固維修行業(yè)也得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，但作為傳統(tǒng)加固材料及方法的粘貼鋼板加固法具有施工速度快，粘鋼質(zhì)量容易保證，橋下凈空不減少，交通影響少等優(yōu)點，因此采用粘貼鋼板法在各種橋梁加固維修方案數(shù)量中仍占有很大比例。鑒于此本文筆者通過對某高速公路中一跨8m鋼筋混凝土簡支空心板板底粘貼鋼板進(jìn)行理論分析，對比了加固前后橋梁承載力及剛度的變化量。

2 橋梁概況

某高速公路中一無名小橋上部結(jié)構(gòu)為1-8米鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為重力式臺，由于服役時間久，施工質(zhì)量差等原因，各梁底均不同程度出現(xiàn)了不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫及跨中前后2m范圍內(nèi)分布橫向裂縫，梁底混凝土箍筋處銹蝕等病害。原橋設(shè)計荷載等級為公路-Ⅰ級，橋面寬度12m，橫向布置形式為0.5m（波形護(hù)欄）+11m（行車道）+0.5m（波形護(hù)欄）。空心板構(gòu)造圖如圖1，主筋配筋構(gòu)造圖如圖2，其中1#，1'#，2#，3#鋼筋均為直徑18mm的HRB335鋼筋，8#鋼筋為直徑10mm的R235鋼筋，采用C30混凝土澆筑。采用梁底粘貼鋼板法進(jìn)行加固，加固方案為每片板底延梁長方向鋼板粘貼采用粘貼5mm厚鋼板，鋼板規(guī)格為5mm×990mm。板底粘貼鋼板構(gòu)造如圖3。

3 極限承載力對比分析

依據(jù)原橋設(shè)計時采用的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG D62-2004規(guī)范和該橋加固時采用的《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》JTG/T J22-2008分別計算該橋加固前后正截面抗彎承載力及斜截面抗剪承載力。計算結(jié)果見表1。

對比分析可知粘貼鋼板后中板和邊板正截面抗彎承載力分別增大了116%和120%;斜截面抗剪承載力分別只增大了75%和77%，取正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力增大值的最小值，則原橋承載力提高了75%。

4 剛度對比分析

對該橋采用有限元軟件建模，模型離散圖如圖4，通過賦予不同截面特性來模擬加固前后的橋梁狀態(tài)，對比分析在雙車道公路-Ⅰ級荷載偏載作用下的全橋各梁板撓度變化。計算結(jié)果見表2。

對比分析可知橋梁在公路-Ⅰ級荷載作用下粘貼鋼板后各梁板撓度均下降3%及以上，因此板底粘貼鋼板對該橋剛度提高效果不明顯。

5 結(jié)論

（1）通過對比分析粘貼鋼板前后橋梁各梁板極限承載力和公路-Ⅰ級荷載作用下跨中撓度，粘貼鋼板后可有效提高原橋承載力，使原橋承載力提高75%。

（2）粘貼鋼板對該橋剛度提高效果并不明顯。

（3）綜合上述對比分析，粘貼鋼板雖然對正截面抗彎承載力提高很多，但對斜截面抗剪承載力提高不大，而使橋梁承載力的提高系數(shù)較低，加固設(shè)計人員可從粘鋼量方面進(jìn)行復(fù)核計算使橋梁加固后正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力的提高系數(shù)趨于一致，而充分發(fā)揮粘貼鋼板的性能。

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